高分子物理第四版华幼卿答案

高分子物理第四版华幼卿答案

【篇一：高分子物理课后习题答案(详解)金日光、华幼

卿第三版】

氯丁二烯的各种可能构

型。

等。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中

原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原

子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须

断裂化学键。（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙

烯是不同的构型。 3. 为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31

螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？

答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（?ttt?）构象极不稳定，必须通

过c-c键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最

低原则。（2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离

比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。 4. 哪些

参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参

数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比cn，cn

值越小，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合

物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称

性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

7. 比较下列四

组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

解：

化时所需要的能量，单位：晶系：根据晶体的特征对称元素所进行

的分类。结晶度：试

）或者体积分数（体积结晶度）。取向：聚样中的结晶部分所占的

质量分数（质量结晶度

合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外

力作用方向的择优排列。高分子合金的相容性：两种或两种以上高

分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所

具有的亲和性。 2.什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？答：（1）内聚能密度：ced定

义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：

（2）内聚能密度在

300以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚能密度在

400

以上的聚合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键；

内聚能密度在

300-400之间的聚合物，分子间相互作用居中。 3.聚合物在不同条

件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特

征是什么？答：（1）可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、

纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；（2）形态特征：单晶：分子

链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm左右；树枝晶：

许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状；球晶：呈

圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同

心环；纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度；

串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠；柱晶：中心贯穿有伸直链

晶体的扁球晶，呈柱状；伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度

与分子链长度相当。 4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种？简述

其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同？为什么？答：（1）密度法，x射线衍射法，量热法；（2）密度法的依据：分子链在晶

区规整堆砌，故晶区密度大于非晶区密度；x射线衍射法的依据：总

的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和；量热法的依据：根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法。（3）不同，因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义，晶区和非晶区的界限

很不明确，无法准确测定结晶部分的量，所以其数值随测定方法不

同而不同。 5.高分子液晶的分子结构有何特点？根据分子排列有序

性的不同，液晶可以分为哪几种晶型？如何表征？答：（1）高分子

液晶分子结构特点：分子主干部分是棒状（筷形），平面状（碟形）或曲面片状（碗形）的刚性结构，以细长棒状最为常见；b.分子中含

有对位苯撑，强极性基团，可高度极化或可形成氢键的基团，因而

在液态下具有维持分子作某种有序排列所需要的凝聚力；c.分子上可

能含有一定的柔性结构。（2）液晶晶型：a.完全没有平移有序—向列相即n相，用单位矢量表示；b.一维平移有序（层状液晶）—近

晶a（）和近晶c()；c.手征性液晶，包括胆甾相（ch）和手征性近

晶相；d.盘状液晶相。（3）液晶态的表征一般为：a.偏光显微镜下

用平行光系统观察；b.热分析法；c.x射线衍射；d.电子衍射；e.核

磁共振；f.电子自旋共振；g.流变学；h.流变光学。 6.简述液晶高分

子的研究现状，举例说明其应用价值。答：液晶高分子被用于制造

防弹衣，缆绳及航空航天器大型结构部件，可用于新型的分子及原

子复合材料，适用于光导纤维的被覆，微波炉件，显示器件信息传

递变电检测 7.取向度的测定方法有哪几种？举例说明聚合物取向的

实际意义。（1）用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定；（3）广角x射线衍射法；（4）红外二向色性；（5）偏正荧光法。

8.某结晶聚合物的注射制品中，靠近模具的皮层具有双折射现象，而

制品内部用偏光显微镜观察发现有maltese黑十字，并且越靠近制

品芯部，maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度，皮层厚度将如何变化？答：（1）由于形成球晶，球

晶具有双折射现象，自然光经过偏振片变为偏振光，通过球晶发生

双折射，分成两束振动方向垂直的偏振光，两束偏振光在与检偏镜

平行方向上存在分量，分量速度不同，产生相位差而干涉，使呈现

黑十字消光图像，制品外部与模具接触，冷却速度快，球晶来不及

生长而成多层片晶或小球晶，而制品芯部温度高，结晶时间充分，

生长为大球晶，因此消光图像更大。（2）降低温度会增加过冷度，

缩短结晶时间，因而皮层厚度增加。 9.采用“共聚”和“共混”方法进

行聚合物改性有何异同点？解：略。 10.简述提高高分子合金相容

性的手段答：提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂

的

）依据是：要使0，

越小越好，又因为，因为溶解过程?，所以

（3）99e12个小分子a与1e12个小分子b相混合（假定为理想溶液）。答：（1

）

；（2）;（3）.结果说明，